Особенности формирования химического состава минеральных вод Джеты-Огузского месторождения (Иссык-Кульский межгорный артезианский бассейн, Киргизия)

В статье представлены результаты комплексного исследования радоновых минеральных вод Джеты-Огузского месторождения, расположенного в юго-восточной части Иссык-Кульского межгорного артезианского бассейна (Северный Тянь-Шань, Киргизия). На основе новых данных по химическому и изотопному (δ¹⁸O, δD) составу природных вод (озерных, речных, минеральных) и химическому составу водовмещающих пород установлены механизмы формирования разнообразных по составу, минерализации и температуре минеральных вод. Выявлены три основных генетических типа: высокоминерализованные (до 12,8 г/л) хлоридные натриево-кальциевые термоминеральные воды (t до 32 °С), циркулирующие в карбонатных отложениях среднего карбона; хлоридно-сульфатные натриево-кальциевые воды с минерализацией около 0,5 г/л и температурой 22 °С, формирующиеся в аллювиальных отложениях; слабоминерализованные (1,8 г/л) воды смешанного состава, образующиеся в результате смешения глубинного высокоминерализованного флюида с пресными инфильтрационными водами. Результаты изотопных исследований (δ¹⁸O, δD) подтвердили инфильтрационное происхождение всех изученных вод, включая высокоминерализованные термы. Установлено, что разнообразие химического состава обусловлено разной степенью смешения глубинного флюида с маломинерализованными инфильтрационными водами, а также интенсивностью процессов растворения в системе вода-порода.

1. Барановская Е.И., Харитонова Н.А., Челноков Г.А., Ермаков А.В. Изотопно-гидрогеохимическая характеристика термоминеральных вод Иссык-Кульского артезианского бассейна // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2024. № 5. С. 142–156.

2. Васильева В.Н. Особенности формирования Джеты-Огузских радиоактивных терм. Вопросы формирования и распространения минеральных вод СССР: Труды Совещания курортных ин-тов по гидрогеологии минер. вод. 1958 г. / М-во здравоохранения СССР. Центр. науч.-исслед. ин-т курортологии и физиотерапии; [Ред. коллегия: В.В. Иванов (отв. ред.) и др.]. М., 1960.

3. Гидрогеология СССР. Т. XL. Киргизская ССР / Гл. ред. А.В. Сидоренко. М.: Недра, 1971. 487 с.

4. Катаева Н.И. Подземные минеральные воды Киргизской ССР / Н.И. Катаева, З.И. Мельникова, Р.Д. Барсуцкая и др.; М-во здравоохранения Кирг. ССР. Науч.-исслед. ин-т курортологии и физиотерапии. Фрунзе: Кыргызстан, 1969. 142 с.

5. Кендирбаева Дж.Ж. О взаимосвязи геотермических условий и геохимической обстановки Кыргызского ТяньШаня / Дж.Ж. Кендирбаева, В.В. Гребенникова // Глубинное строение, геодинамика, тепловое поле Земли, интерпретация геофизических полей. Екатеринбург, 2013. С. 145–147.

6. Кендирбаева Дж.Ж. Пространственно-временное взаимодействие в системе «сейсмичность-термальные воды-солнечная неоднородность» на территории Кыргызстана // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2019. Т. 29, № 4. C. 110–124.

7. Мандычев А.Н. Подземные воды Иссык-Кульского бассейна // Озеро Иссык-Куль: природные условия. Научные серии НАТО: IV. Земля и экологические науки. Т. 13. 2002. С. 71–76.

8. Мандычев А.Н. Ресурсы подземных вод глубоких горизонтов Восточно -Чуйского и Иссык-Кульского артезианских бассейнов // Высокогорные исследования: изменения и перспективы в 21 веке. Бишкек, 1996. С.136–137.

9. Матыченков В.Е., Иманкулов Б.И. Минеральные воды Киргизии. Фрунзе: Илим, 1987. 251 с.

10. Харитонова Н.А., Соколовская М.А., Барановская Е.И. и др. Микроэлементы в термальных водах северного ТяньШаня: распределение и механизмы накопления // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2024. № 4. С. 70–86.

11. Шварцев С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. 2. изд., испр. и доп. М.: Недра, 1998. 365 с.

12. Шестакова А.В., Гусева Н.В. Применение геотермометров для оценки глубинных температур циркуляции термальных вод на примере Восточной Тувы // Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329, № 1. С. 25–36.

13. Bragin I.V., Zippa E.V., Chelnokov G.A., Kharitonova N.A. Estimation of the Deep Geothermal Reservoir Temperature of the Thermal Waters of the Active Continental Margin (Okhotsk Sea Coast, Far East of Asia) // Water. 2021. Vol. 13. No 9. 15 p. DOI: 10.3390/w13091140.

14. Chelnokov G., Lavrushin V., Bragin I., et al. Geochemistry of thermal and cold mineral water and gases of the Tien Shan and the Pamir // Water. 2022. Vol. 14. P. 838.

15. Clark I.D. Groundwater Geochemistry and Isotopes. 1st Edition. CRC Press, 2015. 456 p. DOI: 10.1201/b18347.

16. Craig H. Standard for reporting concentration of deuterium and oxygen — 18 in natural waters // Science. 1961. Vol. 133, № 3466. P. 1833–1834.

17. Davis S.N., Whittemore D.O., Fabryka-Martin J. Uses of chloride/bromide ratios in studies of potable water // Ground Water. 1998. Vol. 36(2). P. 338–350.

18. Fournier R.O. Chemical geothermometers and mixing models for geothermal systems // Geothermics. 1977. Vol. 5. P. 41–50.

19. Fournier R.O. A revised equation for the Na/K geothermometer // Geothermal Resources Council. Vol. 3. 1979. P. 221–224.

20. Fournier R.O., Potter R.W. Magnesium correction to the Na-K-Ca chemical geothermometer // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1979. № 43. С. 1543–1550.

21. Giggenbach W.F. Geothermal solute equilibria. Derivation of Na-K-Mg-Ca geoindicators // Geochimica et Cosmochimica Acta 52. 1988. P. 2749–2765.

22. Karger D.N., Conrad O., Böhner J., et al. Climatologies at high resolution for the earth’s land surface areas // Scientific Data. 2017. Т. 4. DOI: 10.1038/sdata.2017.122

23. Kharaka Y.K., Mariner R.H. Chemical geothermometers and their application to formation waters from sedimentary basins // Thermal History of Sedimentary Basins. 1989. P. 99–117. Springer-Verlag.